Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Sterowanie w systemach mechatronicznych - V sem.

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WMTAZWSI-SSM
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Sterowanie w systemach mechatronicznych - V sem.
Jednostka: Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: baskijski
Forma studiów:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

I stopnia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

Razem60/x Wykład30 Cwicz22/+ Lab8/z

Przedmioty wprowadzające:

Podstawy automatyki

Systemy mikroprocesorowe

Autor:

dr inż. Marek JAWOROWICZ

dr inz. Stanisław LIPSKI

Skrócony opis:

Elementy i zespoły układów pneumatycznych, elektropneumatycznych. Zasady budowania schematów EP, realizacje zdarzeń procesowych i czasowych sterowania.

Parametry siłowników i zasady ich doboru do układu. Dobór zaworów i elektrozaworów sterujących i pomocniczych. Analiza bilansu powietrza.

Łączenie elementów układu EP i jego uruchamianie.

Implementacje algorytmów sterowania dyskretnego PID, FLC w układach sterowania procesami.

Projektowanie i modelowanie układów sterowania pneumatycznego i elektryczno-pneumatycznego w środowisku Automation Studio/FluidSim. Przykłady aplikacji

Przyrządy giroskopowe mechatroniki. Klasyfikacje, konstrukcje, technologie i zastosowania giroskopów w mechatronice.

Podstawowa teoria giroskopu. Twierdzenie Rezalya. Reakcja żyroskopu na siły zewnętrzne. Prawo precesji żyroskopu.

Pełny opis:

Tematy wykładów:

Sterowanie w strukturze SM w oparciu o zintegrowaną informację o stanie systemu i otoczenia.

Inżynieria SM - modele i technologie realizacji w przykładach.

Regulacja kaskadowa PID w układach serwomechanizmów pozycjonowania i regulacji prędkości. Układy PWM oraz sprzężenie sterowników z elementami wykonawczymi - silnikami DC i BLDC.

Projektowanie regulatorów dla napędów osi robotów z wykorzystaniem Control Toolbox/ SISO Design_Tool oraz Signal Constraint/Matlab.

Elementy i zespoły układów pneumatycznych, elektropneumatycznych. Zasady budowania schematów EP, realizacje zdarzeń procesowych i czasowych sterowania.

Parametry siłowników i zasady ich doboru do układu. Dobór zaworów i elektrozaworów sterujących i pomocniczych. Analiza bilansu powietrza.

Łączenie elementów układu EP i jego uruchamianie.

Implementacje algorytmów sterowania dyskretnego PID, FLC w układach sterowania procesami.

Projektowanie i modelowanie układów sterowania pneumatycznego i elektryczno-pneumatycznego w środowisku Automation Studio/FluidSim. Przykłady aplikacji

Przyrządy giroskopowe mechatroniki. Klasyfikacje, konstrukcje, technologie i zastosowania giroskopów w mechatronice.

Podstawowa teoria giroskopu. Twierdzenie Rezalya. Reakcja żyroskopu na siły zewnętrzne. Prawo precesji żyroskopu.

Nowoczesne giroskopowe systemy orientacji i stabilizacji dla mechatroniki.

Giroskopy scalone, laserowe, biochemiczne, nanogiroskopy.

Stosowane aplikacje i rozwiązania automatyki z giroskopami. Układy stabilizacji dla modeli dyplomowych sterowanych falą elektromagnetyczną

Systemy komunikacyjne i interfejsy z mikrokontrolerami dla giroskopów. Magistrala I2C. Interfejs SPI. Interfejs Microwire

Tematy ćwiczeń:

Analiza funkcjonalna SM w kontekście zadań sterowania i regulacji.

Wyznaczanie modelu dyskretnego regulatora dla układu jednoosiowego manipulatora z napędem DC.

Implementacja regulatora w m.pliku/Matlab

Obliczenia siłowników i ich dobór katalogowy na podstawie wymagań procesu.

Opracowywanie struktury fizycznej zaworów pneumatycznych i EP realizujących zadaną funkcję logiczną

Wyznaczanie i badanie symulacyjnego modelu sterowania elektropneumatycznego w środowisku FluidSim.

Wyznaczanie ruchu punktu materialnego i ciała sztywnego. Wyznaczanie wyjściowego modelu matematycznego giroskopu na ruchomej podstawie.

Wyznaczanie uproszczonych równań ruchu giroskopu.

Wyznaczanie ciągłego i dyskretnego modelu badawczego giroskopu.

Analiza aplikacji do rejestracji danych z giroskopu MEMS.

Określanie położenia kątowego obiektu na podstawie rejestracji danych.

Tematy laboratoriów:

Badanie napędu pneumatycznego z regulatorami PID, FLC oraz neuronowym.

Łączenie, uruchamianie i badania układu sterowania elektropneumatycznego procesem technologicznym.

Badanie dokładności i powtarzalności sterowania położeniem serwomechanizmu DC.

Analiza i uruchamianie aplikacji do rejestracji danych z giroskopu MEMS.

Badanie określanie położenia kątowego obiektu na podstawie rejestracji danych.

Literatura:

W. Kwiatkowski: Podstawy teorii sterowania, WAT 2002r.

T. Kaczorek i inni; Podstawy teorii sterowania, WNT 2006r.

J. Brzózka: Ćwiczenia z automatyki w Matlabie i Simulinku, WNT.

J. Przepiórkowski: Silniki elektryczne w praktyce elektronika, BTC.

M. Szymkat: Komputerowe wspomaganie w projektowaniu układów regulacji, WNT.

W. Szenajchi; Napęd i sterowanie pneumatyczne, WNT Warszawa 1997r.

Z. Koruba J. Osiecki .Elementy mechaniki zaawansowanej. Wydawnictwo Politechniki Święto-krzyskiej, 2007.

Massalski J., Massalska M. Fizyka dla inżynierów, Fizyka klasyczna, T. I, WNT, Warszawa 2005.

Z. Koruba. Elementy teorii i zastosowań giroskopu sterowanego, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, 2008.

J. Kwaśniewski: Sterowniki PLC w praktyce inżynierskiej, btc, 2008.

Ljubo Vlacic. Intelligent Vehicle Technologies and trends, e-book, 2009.

Caterina Ciminelli,Francesco Dell'Olio. Advances in Gyroscope Technologies, Springer , 2012.

В.А. Матвеев. Гироскоп это просто. Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, e-book, 2012.

Журавлев В.Ф. Бесплатформенная инерциальная навигационная система минимальной размерности. Изв.РАН МТТ, 2005.

Efekty uczenia się:

Wiedza:

zna modele fizyczne elementów i układów mechatronicznych wraz elementami automatyki i teorii sterowania w odniesieniu do algorytmów sterowania i ich technicznej realizacji w systemach mechatronicznych

zna sposoby zapisu konstrukcji oraz schematów funkcjonalnych i strukturalnych układów i urządzeń mechatronicznych jako układów regulacji oraz symulacji ich działania i ich modeli z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania

rozumie pozatechniczne uwarunkowania działalności inżynierskiej, zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy z urządzeniami mechatronicznymi

Umiejetności:

potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie, założenia dotyczące wyboru kryteriów jakościowych, metod analizy zakładanych funkcji celów oraz wyboru struktury modelu regulatora i układu mechatronicznego jako układu regulacji

potrafi stosować aparat matematyczny właściwy dla dyscyplin naukowych nauczanych na kierunku mechatronika, potrafi rozwiązać podstawowe zagadnienia matematyczne występujące w procesie projektowania układów mechatronicznych

umie analizować i projektować proste układy automatyki, potrafi opracować algorytm, potrafi formułować i rozwiązywać proste zadania inżynierskie z dziedziny układów sterowania w systemach mechatroniki

potrafi posłużyć się właściwie dobranymi środowiskami programistycznymi, symulatorami i narzędziami komputerowego wspomagania uruchamiania, testowania urządzeń sterujących w systemie mechatronicznym. Potrafi zaplanować, przeprowadzić testy aplikacji regulatora, sterownika oraz dokonać oceny układu z uwzględnieniem kryteriów jakościowych używając właściwych metod, technik i narzędzi

Kompetencje społeczne:

ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania

potrafi określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania

Metody i kryteria oceniania:

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu

Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnego testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń rachunkowych z wykorzystaniem środowiska Fluid Sim

Ocena końcowa z egzaminu jest średnią ważoną z ocen pisemnego testu egzaminacyjnego i zaliczenia zadań grupowych z ćwiczeń

Zaliczenie ćwiczeń na ocenę odbywa się na podstawie średniej z pozytywnych ocen za wszystkie wykonane i zaliczone ćwiczenia.

Efekty W1, W2, W3, sprawdzane są na ćwiczeniach i egzaminie pisemnym w postaci testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi oraz podczas rozwiązywania zadań grupowych na ćwiczeniach laboratoryjnych

Praktyki zawodowe:

Brak

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-9 (2024-12-18)